適用于音頻Codec的高精度Δ-Σ調(diào)制器設(shè)計.pdf

1、當(dāng)前，移動消費類電子產(chǎn)品性能的不斷提升對音頻信號的品質(zhì)提出了更高的要求，而模數(shù)轉(zhuǎn)換器在音頻信號的轉(zhuǎn)換中起著關(guān)鍵作用。針對此類應(yīng)用領(lǐng)域的要求，論文開展了高精度、低功耗、高動態(tài)范圍模數(shù)轉(zhuǎn)換器的研究與設(shè)計。
　　論文選擇采用基于開關(guān)型運放的音頻Δ-∑（Delta-Sigma）結(jié)構(gòu)，重點對其中的Δ-∑調(diào)制器(Modulator)展開研究。首先根據(jù)確定的轉(zhuǎn)換器性能指標(biāo)，充分考慮包括運放的有限直流增益、增益帶寬積及噪聲、比較器的失調(diào)及回掃噪聲

2、以及DAC的非線性因素等在內(nèi)的非理想因素，建立非理想模型，通過MATLAB/Simulink進行系統(tǒng)仿真驗證，計算出系統(tǒng)各參數(shù)。同時，比較不同的DWA（Data Weighted Average）算法，給出新的DWA算法，在抑制非線性失真的功能沒有損失的情況下最大限度簡化了相關(guān)數(shù)字電路的面積和功耗。在電路實現(xiàn)中，使用半周期延遲的積分器，使運放只需工作半個周期，減少了靜態(tài)功耗;并提出一種高效的開關(guān)型運放電路和與之對應(yīng)的Chopper技術(shù)，

3、有效降低了系統(tǒng)中的閃爍噪聲。在量化器方面，論文設(shè)計了電容型分壓與電阻型分壓兩種量化器切換電路，在功耗和面積上進行權(quán)衡優(yōu)化，結(jié)合提出的DWA方法，實現(xiàn)了一個18位的Δ-∑ Modulator。
　　電路采用Global0.18μm CMOS工藝，芯片面積為1012μm×995μm。仿真結(jié)果表明在幅值為-4.35dB的信號輸入下信噪比達到了110.6dB，功耗和品質(zhì)因素FOM分別約為4.95mW和428.18 fJ/Conversio